选择性控制系统

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1、会计学1选择性控制系统选择性控制系统 选择性控制：把工业生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制方法。即在一个过程控制系统中，设有两个调节器(或两个以上的变送器)，通过高、低值选择器选出能适应生产安全状况的控制信号实现对生产过程的自动控制。第1页/共21页 四四 选择性控制系统选择性控制系统1 概述2 选择性控制系统类型3 选择性控制系统的设计4 积分饱和及其防止措施5 典型应用第2页/共21页1 1 1 1 概概概概 述述述述 控制系统按其实现功能分类，可分为三类：控制系统按其实现功能分类，可分为三类：物料平衡物料平衡(或能量平衡或能量平衡)控制，质量

2、控制和极限控制。控制，质量控制和极限控制。自动选择性控制系统属于极限控制，又叫自动保自动选择性控制系统属于极限控制，又叫自动保护控制、软保护控制、取代控制或超驰控制。护控制、软保护控制、取代控制或超驰控制。第3页/共21页 选择性控制的特点是：在正常工况下，输出选择性控制的特点是：在正常工况下，输出参数不会超限，所以按正常控制回路进行控制；参数不会超限，所以按正常控制回路进行控制；而在非正常工况下，该参数会达到极限值，这而在非正常工况下，该参数会达到极限值，这时又要求时又要求采取强有力的控制手段，避免超限采取强有力的控制手段，避免超限。第4页/共21页n n要构成选择性控制，生产操作必须有一定

3、选择性要构成选择性控制，生产操作必须有一定选择性逻辑关系。即逻辑关系。即何种情况下采用何种控制方式何种情况下采用何种控制方式。n n选择性控制的实现：需要具有选择功能的选择性控制的实现：需要具有选择功能的自动选自动选择器择器(高值选择器或低值选择器高值选择器或低值选择器)或或有自动关切换有自动关切换装置装置来完成。来完成。第5页/共21页2 2 2 2 选择性控制系统的类型选择性控制系统的类型选择性控制系统的类型选择性控制系统的类型 按照选择器在系统结构中的位置不同，选择性控制系统可分为两类：选择器放在调节器之后，对调节器输出信号进行选择控制；特点：几个调节器共用一个调节阀第6页/共21页选择

4、器放在调节器之前，对选择器放在调节器之前，对测量信号做选择性测量信号做选择性控制控制。特点：几个变送器合用一个调节器。特点：几个变送器合用一个调节器。调节器对象2执行器对象3给定-对象1选择器输出第7页/共21页 调节器输出信号选择性控制调节器输出信号选择性控制调节器输出信号选择性控制调节器输出信号选择性控制 正常生产时，取代调节器处于待命备用状态。正常生产时，取代调节器处于待命备用状态。非正常工况出现时，由选择器选出能适应工况的控制信号，非正常工况出现时，由选择器选出能适应工况的控制信号，用取代调节器工作。用取代调节器工作。第8页/共21页 测量信号的选择性控制测量信号的选择性控制测量信号的

5、选择性控制测量信号的选择性控制 几个变送器合用一个调节器，通过选择器选择变几个变送器合用一个调节器，通过选择器选择变送器输出信号。送器输出信号。一般有两个目的：一般有两个目的：1 1、选出最高或最低值选出最高或最低值 例：在反应器中，由于例：在反应器中，由于流体流动和触媒老化，反流体流动和触媒老化，反应程度在各个位置不同。应程度在各个位置不同。为防止烧坏触媒，要找出为防止烧坏触媒，要找出最高温度点。最高温度点。第9页/共21页2、选出可靠的测量值 例：在某些反应器中，采用成分例：在某些反应器中，采用成分作为被控量。如果成分传感器性作为被控量。如果成分传感器性能不够，控制失败可能导致爆炸能不够，

6、控制失败可能导致爆炸危险。危险。采取冗余技术，同时安装三个传采取冗余技术，同时安装三个传感器，尽可能取到感器，尽可能取到最可靠的值最可靠的值。第10页/共21页3 3 3 3 选择性控制系统的设计选择性控制系统的设计选择性控制系统的设计选择性控制系统的设计n n包括调节阀气开、气关形式选择；调节器正包括调节阀气开、气关形式选择；调节器正反作用选择；反作用选择；选择器选择选择器选择和调节参数整定。和调节参数整定。n n气开、气关形式按照单回路同样方法确定。气开、气关形式按照单回路同样方法确定。n n正常调节器一般用正常调节器一般用PIPI或或PIDPID；取代调节器一般取代调节器一般保证迅速采取

7、措施，防止事故发生，故采用保证迅速采取措施，防止事故发生，故采用P P控制规律。控制规律。第11页/共21页n n选择器的选型 包括高值选择器、低值选择器包括高值选择器、低值选择器 如何选择要看在何种条件下选择取代调节器，如如何选择要看在何种条件下选择取代调节器，如果是输出高时，就采用高值选择器。否则相反。果是输出高时，就采用高值选择器。否则相反。n n调节器参数选择可以按照单回路进行。第12页/共21页设计举例：汽包燃气压力控设计举例：汽包燃气压力控设计举例：汽包燃气压力控设计举例：汽包燃气压力控制制制制n n在锅炉的运行中，蒸汽负荷在锅炉的运行中，蒸汽负荷随用户需要而经常波动，在正随用户需

8、要而经常波动，在正常情况下，用控制燃料量的方常情况下，用控制燃料量的方法来维持蒸汽压力的稳定。法来维持蒸汽压力的稳定。当蒸汽用量增加，蒸汽总管压力当蒸汽用量增加，蒸汽总管压力降低，此时正常调节器输出信号去开大调节阀，以增加天然气量。降低，此时正常调节器输出信号去开大调节阀，以增加天然气量。同时，天然气压力也随燃料量的增加而加大。同时，天然气压力也随燃料量的增加而加大。当天然气压力超过当天然气压力超过某一安全极限时会产生脱火现象，可能造成生产事故。某一安全极限时会产生脱火现象，可能造成生产事故。n n设计选择性控制系统选择正常工况与非正常工况控制。设计选择性控制系统选择正常工况与非正常工况控制。

9、第13页/共21页(1)(1)选择调节阀选择调节阀。从生产安全。从生产安全 应选气开式调节阀。应选气开式调节阀。(2)(2)调节器正反作用选择调节器正反作用选择 正常调节器：蒸汽压力正常调节器：蒸汽压力升高，调节器输出信号应减小，升高，调节器输出信号应减小，故应选其为反作用方式。故应选其为反作用方式。取代调节器：当天然气压力升高应使其输出压力减小，故应选取代调节器：当天然气压力升高应使其输出压力减小，故应选为反作用方式。为反作用方式。(3)(3)选择器选型。当生产处于不正常时即燃气压力过大时，取代调选择器选型。当生产处于不正常时即燃气压力过大时，取代调节器的输出信号工作，故节器的输出信号工作，

10、故选用低值选择器选用低值选择器。以防止大的开度以防止大的开度。(4)(4)调节器参数整定调节器参数整定。蒸汽压力调节器用蒸汽压力调节器用PIPI，天然气压力调节器采，天然气压力调节器采用用P P控制规律。控制规律。第14页/共21页4 4 4 4选择性控制中积分饱和选择性控制中积分饱和选择性控制中积分饱和选择性控制中积分饱和及其防止措施及其防止措施及其防止措施及其防止措施1)积分饱和的产生及其危害2)抗积分饱和措施第15页/共21页1)1)1)1)积分饱和的产生及其危积分饱和的产生及其危积分饱和的产生及其危积分饱和的产生及其危害害害害积分饱和积分饱和积分饱和积分饱和：一个具有积分作用的控制器，

11、当处于开环工作状态时，如果一个具有积分作用的控制器，当处于开环工作状态时，如果偏差一直存在，那么，由于积分作用控制器的输出将不断增偏差一直存在，那么，由于积分作用控制器的输出将不断增加或不断减少，一直达到极限为止，达到积分饱合。加或不断减少，一直达到极限为止，达到积分饱合。积分饱和产生的条件积分饱和产生的条件积分饱和产生的条件积分饱和产生的条件：（1 1）控制器具有积分作用。）控制器具有积分作用。（2 2）偏差信号长期存在。）偏差信号长期存在。危害危害危害危害：积分饱合造成了控制阀的工作死区，使控制阀不能即时地发挥积分饱合造成了控制阀的工作死区，使控制阀不能即时地发挥作用，因而导致控制品质的恶

12、化，甚至还会导致事故。作用，因而导致控制品质的恶化，甚至还会导致事故。第16页/共21页n n选择性控制系统的积分饱和现象：对于调节器输出选择性控制系统，总有一个处于开环对于调节器输出选择性控制系统，总有一个处于开环状态，当取代调节器工作时，正常调节器处于开环状态，状态，当取代调节器工作时，正常调节器处于开环状态，当存在积分调节时使其可能产生积分饱和现象。当存在积分调节时使其可能产生积分饱和现象。第17页/共21页2)2)2)2)抗积分饱和措施抗积分饱和措施抗积分饱和措施抗积分饱和措施 抗积分饱和措施：（1 1）限幅法）限幅法 通过采取一些专门的技术措施对积分反馈信号加以通过采取一些专门的技术

13、措施对积分反馈信号加以限制，从而使控制阀工作在信号范围内。限制，从而使控制阀工作在信号范围内。（2 2）积分切除法）积分切除法 当控制器处于开环状态时，将控制器的积分作用切当控制器处于开环状态时，将控制器的积分作用切除掉的方法。除掉的方法。（3 3）外反馈法）外反馈法第18页/共21页5 5 5 5 工业典型应用工业典型应用工业典型应用工业典型应用1 1、实现软保护、实现软保护 避免天然气脱火现象发生。避免天然气脱火现象发生。LSLS起到自动保护作用。起到自动保护作用。属于调节器输出信号选择属于调节器输出信号选择第19页/共21页2 2、实现多点平均温度选择、实现多点平均温度选择轧钢厂在对钢件轧制前，要加热到一定程度。轧钢厂在对钢件轧制前，要加热到一定程度。由于加热炉体积很大，内部状态不可能完全一样。由于加热炉体积很大，内部状态不可能完全一样。采用分三个区，每个用两个温度计测量，用高值选择器，然后对采用分三个区，每个用两个温度计测量，用高值选择器，然后对三个区值取平均值的方法。三个区值取平均值的方法。属于测量输出信号选择：属于测量输出信号选择：其他应用：比如实现产量自动调整；实现反应器节水等等第20页/共21页